DE102018002721B4

DE102018002721B4 - Lighting device for a vehicle

Info

Publication number: DE102018002721B4
Application number: DE102018002721.0A
Authority: DE
Inventors: Jens Mertens; Hans Peter Schiffert
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2038-04-06
Also published as: DE102018002721A1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug mit wenigstens einer Lichtquelle (5) und einer optisch gestalteten Deckschicht (3), wobei die Deckschicht (3) opak ist und Öffnungen (4) für das Licht aufweist, wobei das Licht der wenigstens einen Lichtquelle (5) über wenigstens eine fokussierende Optik (6, 7, 8) zu jeder der Öffnungen (4) gelangt, . dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (6, 7, 8) das Licht auf den Bereich der jeweiligen Öffnung (4) fokussiert.Lighting device (1) for a vehicle with at least one light source (5) and an optically designed cover layer (3), the cover layer (3) being opaque and having openings (4) for the light, the light from the at least one light source (5 ) reaches each of the openings (4) via at least one focusing lens system (6, 7, 8), . characterized in that the optics (6, 7, 8) focus the light onto the area of the respective opening (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere eine Heckleuchte, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a lighting device for a vehicle, in particular a rear light, of the type defined in more detail in the preamble of claim 1.

Prinzipiell sind Beleuchtungsvorrichtungen mit wenigstens einer Lichtquelle und einer farbigen Deckschicht aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 198 18 009 C2 eine mit einer Streulichtscheibe hinterspritzte Folie, welche zur farbigen Gestaltung einer Heckleuchte für ein Fahrzeug geeignet ist.In principle, lighting devices with at least one light source and a colored cover layer are known from the prior art. For example, describes the DE 198 18 009 C2 a film back-injected with a diffuser lens, which is suitable for the colored design of a rear light for a vehicle.

Insbesondere dunkle, vorzugsweise schwarze, Heckleuchten sind auch aus dem Bereich des Fahrzeugtunings bekannt. Dies wird typischerweise durch eine farbige Deckschicht erzielt, insbesondere eine schwarze Deckschicht, welche bei Hinterleuchtung eine gewisse Transparenz ermöglicht und so das wenigstens eine Leuchtmittel durchscheinen lässt. Hinsichtlich des Designs ergeben sich so viele Möglichkeiten und Vorteile. Allerdings ist in vielen Fällen die Lichtausbeute durch die nur teiltransparente Scheibe hindurch außerordentlich schlecht, sodass derartige Bauteile häufig auch nicht den gesetzlichen Anforderungen entsprechen und gravierende Sicherheitsnachteile mit sich bringen.In particular, dark, preferably black, rear lights are also known from the field of vehicle tuning. This is typically achieved by a colored cover layer, in particular a black cover layer, which enables a certain transparency when backlit and thus allows the at least one illuminant to shine through. In terms of design, there are so many possibilities and advantages. However, in many cases the light output through the only partially transparent pane is extremely poor, so that such components often do not meet the legal requirements and entail serious safety disadvantages.

In der Praxis ist es jedoch so, dass zunehmend die Einbindung von Beleuchtungseinrichtungen in das Design der Fahrzeuge gewünscht ist, beispielsweise mittels einer Gestaltung der Beleuchtungseinrichtungen in schwarzer Farbe ohne im nicht beleuchteten Betrieb sichtbare Leuchtmittel, oder die Gestaltung in Wagenfarbe. Dies ist aktuell lediglich mit den angesprochenen Zubehörteilen aus dem Tuningbereich in Grenzen möglich, immer jedoch mit der Gefahr, dass gesetzliche Vorschriften missachtet und die Sicherheit beeinträchtigt wird.In practice, however, there is an increasing desire to integrate lighting devices into the design of the vehicles, for example by designing the lighting devices to be black with no lamps visible when the system is not lit, or designing them in the color of the vehicle. This is currently only possible within limits with the mentioned accessories from the tuning area, but always with the risk that legal regulations are disregarded and safety is impaired.

Zum weiteren Stand der Technik kann außerdem auf eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge verwiesen werden, welche in der EP 2 565 527 A1 beschrieben ist. Das Leuchtmittel ist dabei hinter einem Bauteil, wie es in Richtung des Leuchtmittels reflektierend ausgebildet ist, für den Betrachter der Leuchte verdeckt angeordnet. Innerhalb der Leuchte, was durch eine transparente Deckschicht nach außen sichtbar gemacht werden kann, so geht ein relativ homogener optischer Eindruck von der dort beschriebenen Signalleuchte aus.For further prior art can also be referred to a signal light for motor vehicles, which in the EP 2 565 527 A1 is described. In this case, the light source is arranged behind a component which is designed to be reflective in the direction of the light source, so that it is concealed from the viewer of the light. Inside the lamp, which can be made visible to the outside through a transparent cover layer, the signal lamp described there makes a relatively homogeneous optical impression.

Aus der DE 10 2015 108 804 A1 ist außerdem eine lichtdurchlässige Abdeckscheibe zur Abdeckung einer Lichtquelle bekannt, welche im Randbereich mit einer Blende versehen ist, und nur in dem Bereich, in dem das Licht gezielt nach außen dringen soll, eine entsprechende Öffnung in dieser Blende aufweist.From the DE 10 2015 108 804 A1 a translucent cover plate for covering a light source is also known, which is provided with a screen in the edge area and has a corresponding opening in this screen only in the area in which the light is intended to penetrate outwards in a targeted manner.

Die DE 10 2013 218 850 A1 zeigt eine Leuchtenabdeckung zur Abdeckung einer Beleuchtungseinrichtung im Bodenbereich eines Fahrzeugs. Primäres Ziel ist es, das Licht entsprechend zu streuen und unter bzw. seitlich von dem Fahrzeug eine Beleuchtung zu erreichen. Neben diesem primärem Ziel, welchen sich der Aufbau gemäß dieser Schrift unterordnet, ist außerdem erwähnt, dass auch eine das Licht bündelnde Linse vorgesehen werden kann.the DE 10 2013 218 850 A1 shows a light cover for covering a lighting device in the floor area of a vehicle. The primary goal is to scatter the light accordingly and to achieve illumination under or to the side of the vehicle. In addition to this primary goal, to which the structure according to this document is subordinate, it is also mentioned that a lens that focuses the light can also be provided.

Die DE 20 2004 008 681 U1 beschreibt einen lichtführenden Aufbau für die Bodenwannenkanten in Automobilen. Anders als oben wird hier nicht der Bereich unterhalb des Fahrzeugs beleuchtet, sondern ein Markenschriftzug im Einstiegsbereich. Dazu beleuchtet eine lichtführende Platte eine Maske, in welche Durchtrittsöffnungen in Form von Buchstaben, Zeichen oder dergleichen eingearbeitet sind. Die Lichtquelle befindet sich dabei an den Enden der lichtführenden Platte, welche das Licht in der Fläche streut, um die entsprechenden Durchtrittsöffnungen zu hinterleuchten und eine gleichmäßige Lichtabstrahlung zu erreichen.the DE 20 2004 008 681 U1 describes a light-guiding structure for the floor pan edges in automobiles. Unlike above, it is not the area below the vehicle that is illuminated here, but a brand lettering in the entrance area. For this purpose, a light-guiding plate illuminates a mask in which passage openings in the form of letters, characters or the like are incorporated. The light source is located at the ends of the light-guiding plate, which scatters the light across the surface in order to backlight the corresponding passage openings and achieve uniform light emission.

Die DE 20 2012 103 902 U1 beschreibt eine LED-Leuchtvorrichtung, bei welcher es im Wesentlichen um die Kühlung geht. Die ganze LED-Anordnung ist dazu in einer Abdeckung als Trägerelement zusammengefasst, in welcher Kammern zur Aufnahme der einzelnen LEDs angeordnet sind. Deren Licht wird dann von der Abdeckung mit einer Streuplatte gestreut, um eine möglichst homogene Ausleuchtung der Vorrichtung zu erzielen.the DE 20 2012 103 902 U1 describes an LED lighting device, which essentially involves cooling. For this purpose, the entire LED arrangement is combined in a cover as a carrier element, in which chambers for accommodating the individual LEDs are arranged. Their light is then scattered by the cover with a scattering plate in order to achieve the most homogeneous possible illumination of the device.

Letztlich beschreibt außerdem die DE 10 2014 101 288 A1 eine lichtemittierende Anordnung und eine organische Leuchtdiode für diese Anordnung. Dabei sind einzelne OLEDs in Durchbrüchen eines Dekorträgers angeordnet, welcher dann mit einem flächigen Dekor versehen wird, welches durch die OLEDs gleichmäßig hinterleuchtet wird.Ultimately also describes the DE 10 2014 101 288 A1 a light emitting device and an organic light emitting diode for this device. In this case, individual OLEDs are arranged in openings in a decor carrier, which is then provided with a flat decor which is evenly backlit by the OLEDs.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug mit wenigstens einer Lichtquelle und einer solchen farbigen Deckschicht zu schaffen, welche einerseits hohe Freiheiten beim Design des Fahrzeugs und eine sehr homogene Optik im abgeschalteten Zustand ermöglicht und welche andererseits eine hohe Lichtausbeute im eingeschalteten Zustand ermöglicht, sodass ein sicherer und mit den Vorschriften konformer Aufbau entsteht.The object of the present invention is now to create a lighting device for a vehicle with at least one light source and such a colored cover layer, which on the one hand allows great freedom in the design of the vehicle and a very homogeneous appearance when switched off and which on the other hand has a high light yield when switched on, resulting in a safe and compliant structure.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1 und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is characterized by a lighting device having the features in claim 1 and here in particular solved the part of claim 1. Advantageous refinements and developments result from the dependent subclaims.

Den Kern der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung bildet eine opake Deckschicht, welche Öffnungen für das Licht aufweist. Das Licht der wenigstens einen Lichtquelle wird über wenigstens eine fokussierende Optik zu jeder der Öffnungen geleitet. Durch die Kombination einer opaken Deckschicht, beispielsweise einer hinterspritzten Folie und darin angeordneten Öffnungen, deren geometrische Kontur im Prinzip beliebig sein kann, welche im Idealfall jedoch entsprechend klein sind und eine charakteristische Länge oder Breite von lediglich 1 bis 2 mm aufweisen, entsteht ab einer Entfernung von ca. 1 bis 2 m zu dem Fahrzeug ein sehr homogener optischer Eindruck der Beleuchtungsvorrichtung, welche mit ihrer Deckschicht in das Design des Fahrzeugs integriert und in Wagenfarbe oder schwarz gestaltet werden kann. Im ausgeschalteten Zustand ist dann ab einer gewissen Entfernung von dem Fahrzeug die Beleuchtungsvorrichtung nicht oder nur in dem vom Designer gewünschten Rahmen zu erkennen. Der Designer kann die Öffnungen also auch aktiv als Gestaltungselemente nutzen, beispielsweise auf Folien in Wagenfarbe, auf Chromfolien, Aluminiumfolien oder dergleichen.The core of the lighting device according to the invention is formed by an opaque cover layer which has openings for the light. The light from the at least one light source is directed to each of the openings via at least one focusing lens system. The combination of an opaque cover layer, for example a back-injected film and openings arranged therein, the geometric contour of which can in principle be arbitrary, but which are ideally correspondingly small and have a characteristic length or width of only 1 to 2 mm, results from a distance From approx. 1 to 2 m to the vehicle, a very homogeneous optical impression of the lighting device, which can be integrated into the design of the vehicle with its cover layer and designed in body color or black. In the switched-off state, the lighting device cannot be seen from a certain distance from the vehicle, or can only be seen within the framework desired by the designer. The designer can also actively use the openings as design elements, for example on foils in the vehicle color, on chrome foils, aluminum foils or the like.

Unter einer Öffnung im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist dabei keine tatsächliche Öffnung im Material der Deckschicht zu verstehen, sondern ein Bereich der Deckschicht, welcher für das Licht ganz oder teilweise durchlässig ist. Eine Öffnung kann beispielsweise durch eine Variation der Anzahl der Farbpartikel bzw. Pigmente in einer Lackschicht entstehen, sodass im Bereich der Öffnung keine oder sehr wenig Partikel bzw. Pigmente vorliegen und im Bereich daneben eine entsprechend hohe Anzahl, um eine opake Schicht zu generieren. Der Begriff der Öffnung bezieht sich also darauf, dass innerhalb der ansonsten opaken Schicht im Bereich der Öffnung eine zumindest teilweise Transparenz vorliegt.An opening within the meaning of the present invention is not to be understood as meaning an actual opening in the material of the cover layer, but rather a region of the cover layer which is completely or partially transparent to the light. An opening can arise, for example, by varying the number of color particles or pigments in a paint layer, so that there are no or very few particles or pigments in the area of the opening and a correspondingly high number in the area next to it in order to generate an opaque layer. The term opening thus refers to the fact that there is at least partial transparency within the otherwise opaque layer in the area of the opening.

Um durch die typischerweise vorliegende Vielzahl von kleinen Öffnungen eine ausreichende Lichtausbeute in die Umgebung der Beleuchtungsvorrichtung zu bekommen, sodass diese im eingeschalteten Zustand als sichere und zuverlässige Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise Heckleuchte, eines Fahrzeugs, Fahrtrichtungsanzeiger, Bremsleuchte oder dergleichen funktionieren kann, ist die wenigstens eine fokussierende Optik vorgesehen, welche das Licht der wenigstens einen Lichtquelle gezielt zu der Öffnung leitet. Hierdurch wird eine hohe Lichtausbeute erzielt.In order to get a sufficient light yield in the area surrounding the lighting device through the typically present large number of small openings, so that it can function as a safe and reliable lighting device when switched on, for example rear lights of a vehicle, direction indicators, brake lights or the like, the at least one is focusing Optics provided which guides the light of the at least one light source specifically to the opening. This achieves a high light output.

Dabei ist es vorgesehen, dass die Optik das Licht auf den Bereich der jeweiligen Öffnung fokussiert, sodass der Fokus bzw. Brennpunkt in derselben Ebene wie die Öffnung liegt, sodass der durch die jeweilige Öffnung abgestrahlte Lichtstrahl im Bereich der Öffnung selbst einen sehr engen Querschnitt aufweist, welcher sich nach der Öffnung dann wieder aufweitet, um so die maximale Lichtausbeute in der Umgebung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in dieser Ausführungsvariante zu erzielen.It is provided that the optics focus the light onto the area of the respective opening, so that the focus or focal point lies in the same plane as the opening, so that the light beam emitted through the respective opening has a very narrow cross-section in the area of the opening itself , which then widens again after opening, in order to achieve the maximum light yield in the vicinity of the lighting device according to the invention in this embodiment variant.

Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Optik das Licht einer oder weniger Lichtquellen auf eine größere Zahl von Öffnungen verteilt, sodass mit einer oder wenigen Lichtquellen eine relativ große Zahl von Öffnungen mit Licht versorgt werden kann, wobei idealerweise jede der Öffnungen wenigstens eine fokussierende Optik, beispielsweise in Form einer Linse zugeordnet ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es dagegen vorsehen, dass jeder der Öffnungen wenigstens eine Lichtquelle zugeordnet ist. Diese Anordnung von einer Lichtquelle je Öffnung, wobei auch mehrere Lichtquellen prinzipiell denkbar wären, um beispielsweise die Lichtintensität bei einer Umschaltung von einem Rücklicht auf ein Bremslicht zu steigern, lässt sich ideal mit der Verwendung von LED als Lichtquelle realisieren. Jede LED kann dann einer der Öffnungen zugeordnet werden, wobei durch die fokussierende Optik, welche beispielsweise in das Gehäuse der LED integriert sein kann, eine sehr große Lichtmenge auch durch kleine Öffnungen in die Umgebung der Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlt werden kann.According to an advantageous embodiment, it can be provided that the optics distributes the light from one or fewer light sources to a larger number of openings, so that a relatively large number of openings can be supplied with light with one or fewer light sources, with each of the openings ideally being at least one focusing optics, for example in the form of a lens, is assigned. In contrast, a further advantageous embodiment can provide for each of the openings to be assigned at least one light source. This arrangement of one light source per opening, whereby several light sources would also be conceivable in principle, for example to increase the light intensity when switching from a rear light to a brake light, can be ideally implemented using LEDs as the light source. Each LED can then be assigned to one of the openings, with the focussing optics, which can be integrated, for example, in the housing of the LED, allowing a very large amount of light to be emitted even through small openings in the area surrounding the lighting device.

Die Optik kann dabei jede Art von Optik sein, welche das Licht bricht oder entsprechend reflektiert und kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee Linsen und/oder Fresnellinsen und/oder reflektierende und/oder gewölbte reflektierende Flächen umfassen, um so das zur Verfügung stehende Licht zu den Öffnungen und über die Öffnungen in die Umgebung zu leiten.The optics can be any type of optics that breaks the light or reflects it accordingly and, according to an advantageous development of the idea, can include lenses and/or Fresnel lenses and/or reflecting and/or curved reflecting surfaces in order to use the available light to conduct the openings and the openings in the environment.

Eine sehr günstige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sieht es dabei vor, dass die opake Deckschicht auf einer oder unter einer transparenten oder teiltransparenten Trägerschicht angebracht ist. Diese Trägerschicht, welche den eigentlichen Abschluss der Beleuchtungseinrichtung darstellen kann, kann insbesondere als transparente Schicht aus Polymethylmethacrylat (PMMA) und/oder Polycarbonat (PC) hergestellt sein. Im Idealfall ist diese Schicht vollständig transparent, um möglichst viel Licht hindurchzulassen, welches dann entsprechend dem Bereich der Öffnungen in die Umgebung abgegeben wird. Um beispielsweise bei größeren gewünschten Öffnungen den Effekt einer möglichst homogenen Oberfläche der Beleuchtungsvorrichtung im abgeschalteten Zustand zu unterstützen, kann es auch vorgesehen sein, dass die Trägerschicht nur teiltransparent ausgebildet ist, beispielsweise mit einer Transparenz von 50 oder mehr Prozent, um so beispielsweise in der optischen Art eines „Rauchglases“ eine Durchsicht durch die Öffnungen auf die Funktionselemente der Beleuchtungseinrichtung im abgeschalteten Zustand zu erschweren und damit den homogenen optischen Eindruck zu unterstützen. Anders als bei derartigen teiltransparenten Deckschichten, wie sie beispielsweise im Bereich der Tuninganbauteile vorkommen, kann die Transparenz dabei entsprechend höher sein, sodass die in die Umgebung abgestrahlte Lichtausbeute der Beleuchtungseinrichtung ausreichend ist, um den Vorschriften zu genügen und eine sichere Beleuchtung des Fahrzeugs zu gewährleisten.A very favorable development of the lighting device according to the invention provides that the opaque cover layer is applied on or under a transparent or partially transparent carrier layer. This carrier layer, which can represent the actual closure of the lighting device, can be produced in particular as a transparent layer made of polymethyl methacrylate (PMMA) and/or polycarbonate (PC). In the ideal case, this layer is completely transparent in order to let through as much light as possible, which is then released into the environment according to the area of the openings. For example, in the case of larger desired openings, the effect of a surface of the lighting device that is as homogeneous as possible when switched off To support the state, it can also be provided that the carrier layer is only partially transparent, for example with a transparency of 50 or more percent, in order to be able to see through the openings of the functional elements of the lighting device in the optical way of a "smoked glass", for example to make it more difficult to switch off and thus to support the homogeneous visual impression. In contrast to such partially transparent cover layers, such as those found in the area of tuning add-on parts, the transparency can be correspondingly higher, so that the light output of the lighting device radiated into the environment is sufficient to comply with the regulations and to ensure safe lighting of the vehicle.

Die opake Deckschicht kann gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee dabei als Folie oder Lackfolie ausgebildet sein, welche gemäß der soeben beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung insbesondere auf die transparente oder teiltransparente Trägerschicht aufgebracht ist, bzw. welche durch diese hinterspritzt ist.According to a very advantageous development of the idea, the opaque cover layer can be designed as a film or lacquer film which, according to the advantageous embodiment just described, is applied in particular to the transparent or partially transparent carrier layer, or which is back-injected through it.

Die Öffnungen selbst können dabei gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee als gleichmäßige Matrix über die opake Deckschicht verteilt angeordnet sein. Eine solche gleichmäßige Matrix ermöglicht einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau, bei welchem die einzelnen Öffnungen mit einem entsprechenden Feld bzw. einer Matrix von optischen Elementen, wie beispielsweise Linsen und Leuchtmitteln, beispielsweise einer LED-Matrix, abgestimmt werden können, um eine hohe Lichtausbeute in der Umgebung zu erzielen.According to an advantageous development of the idea, the openings themselves can be arranged as a uniform matrix distributed over the opaque cover layer. Such a uniform matrix enables a very simple and inexpensive structure, in which the individual openings can be matched with a corresponding field or matrix of optical elements, such as lenses and light sources, for example an LED matrix, in order to achieve a high light yield in to achieve in the area.

Alternativ oder ergänzend zu einer solchen Anordnung der Öffnungen in Form einer gleichmäßigen Matrix ist es auch möglich, die Öffnungen insbesondere in Form von grafischen Mustern über die opake Deckschicht verteilt anzuordnen. Über die Beleuchtungsvorrichtung kann dann in der Art eines grafischen Musters ein spezielles Design verfolgt werden oder es können das Design des Fahrzeugs unterstützende optische Effekte, im eingeschalteten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung realisiert werden. Dabei lassen sich Punkte entsprechend anordnen, also die Öffnungen in der Art eines Punktrasters einsetzen, um so durch die Größe und Dichte der Rasterpunkte verschiedene grafische Effekte zu erzielen. Hierdurch lassen sich beispielsweise auch fotografische Effekte erreichen, wie dies beim Druck monochromen von Bildern in Zeitungen entsprechend üblich ist. Auch weitere grafische Muster wie Linien, Kreise, Ringe oder dgl. sind grundlegend denkbar. Darüber hinaus ist es auch möglich, über die Beleuchtungseinrichtung entsprechende Botschaften zu transportieren, beispielsweise indem als grafische Muster aus einer oder mehreren Öffnungen zusammengesetzte Buchstaben, Symbole oder dgl. eingesetzt werden.As an alternative or in addition to such an arrangement of the openings in the form of a uniform matrix, it is also possible to arrange the openings distributed over the opaque cover layer, in particular in the form of graphic patterns. A special design can then be pursued via the lighting device in the form of a graphic pattern, or optical effects supporting the design of the vehicle can be implemented when the lighting device is switched on. Dots can be arranged accordingly, i.e. the openings can be used in the manner of a dot grid in order to achieve various graphic effects through the size and density of the grid dots. In this way, for example, photographic effects can also be achieved, as is customary when printing monochrome images in newspapers. Other graphic patterns such as lines, circles, rings or the like are also fundamentally conceivable. In addition, it is also possible to convey corresponding messages via the lighting device, for example by using letters, symbols or the like composed of one or more openings as a graphic pattern.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ergeben sich ferner aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird.Further advantages of the lighting device according to the invention also result from the remaining dependent subclaims and are clear from the exemplary embodiment, which is described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

1 bis 5 verschiedene mögliche Ausgestaltungen der Beleuchtungsvorrichtung, welche jeweils anhand eines schematischen Ausschnitts aus der jeweiligen Beleuchtungsvorrichtung erläutert werden;
6 bis 8 verschiedene mögliche Ausgestaltungen der Deckschicht und einer transparenten Trägerschicht;
9 ein Ausschnitt einer möglichen Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung im ausgeschalteten Zustand;
10 der Ausschnitt aus der Beleuchtungsvorrichtung analog zur 9 im eingeschalteten Zustand;
11 verschiedene mögliche grafische Muster für die Anordnung von Öffnungen auf der opaken Deckschicht der Beleuchtungsvorrichtung;
12 ein Beispiel für die Gestaltung eines Türgriffs.

show:

1 until 5 various possible configurations of the lighting device, each of which is explained using a schematic section from the respective lighting device;
6 until 8th various possible configurations of the cover layer and a transparent carrier layer;
9 a section of a possible embodiment of the lighting device in the switched-off state;
10 the section from the lighting device analogous to 9 when switched on;
11 various possible graphic patterns for the arrangement of openings on the opaque cover layer of the lighting device;
12 an example of the design of a door handle.

In der Darstellung der 1 ist ein Ausschnitt aus einer möglichen ersten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung 1 zu erkennen. Diese wird gegenüber einer Umgebung U über eine transparente oder teiltransparente Trägerschicht 2 und eine darauf angeordnete opake Deckschicht 3 abgeschlossen. In der opaken Deckschicht 3 sind dabei Öffnungen 4 angeordnet, welche nicht opak ausgestaltet sind und somit das Licht von Lichtquellen 5 der Beleuchtungsvorrichtung 1 hindurchscheinen lassen. Um eine möglichst hohe Lichtausbeute zu erzielen, ist es so, dass in dem Ausführungsbeispiel der 1 jede der Lichtquellen 5 einer der Öffnungen 4 zugeordnet ist. Jede der Lichtquellen 5 verfügt über eine Optik in Form einer Linse 6, welche auf dem Weg des Lichts zwischen der Lichtquelle 5 und der Öffnung 4 angeordnet ist. Die Linse 6 ist dabei so ausgestaltet, dass ein Fokus bzw. Brennpunkt in der Ebene der opaken Deckschicht 3, also im Bereich der Öffnung 4 entsteht. Hierdurch lässt sich besonders viel Licht durch die Öffnung 4 „hindurchfädeln“, sodass die maximale Lichtausbeute und eine gute Lichtabstrahlung in die Umgebung U durch die Beleuchtungsvorrichtung 1 erzielt werden kann.In the representation of 1 a detail from a possible first embodiment of the lighting device 1 can be seen. This is closed off from an environment U via a transparent or partially transparent carrier layer 2 and an opaque cover layer 3 arranged thereon. In this case, openings 4 are arranged in the opaque cover layer 3, which are not designed to be opaque and thus allow the light from light sources 5 of the lighting device 1 to shine through. In order to achieve the highest possible light output, it is so that in the embodiment of 1 each of the light sources 5 is associated with one of the openings 4 . Each of the light sources 5 has optics in the form of a lens 6 which is arranged on the path of the light between the light source 5 and the opening 4 . The lens 6 is designed in such a way that a focus or focal point is created in the plane of the opaque cover layer 3 , ie in the area of the opening 4 . As a result, a particularly large amount of light can be “threaded through” the opening 4, so that the maximum light yield and good light emission into the environment U can be achieved by the lighting device 1.

Die opake Deckschicht 3 lässt sich dabei beliebig gestalten, beispielsweise lässt sich eine schwarze Deckschicht 3 mit den entsprechenden Öffnungen 4 verwenden oder die Deckschicht 3 kann beispielsweise als Lackfolie oder Lackschicht auf der Trägerschicht 2 in Wagenfarbe realisiert werden, um so beispielsweise die Heckleuchten eines Fahrzeugs optisch an die Lackierung des Fahrzeugs anzupassen.The opaque top layer 3 can be designed as desired, for example a black top layer 3 with the corresponding openings 4 can be used, or the top layer 3 can be realized in the color of the vehicle, for example, as a paint film or paint layer on the carrier layer 2, in order to make the rear lights of a vehicle look better, for example match the paintwork of the vehicle.

Eine alternative Ausführungsform ist in 2 dargestellt. Dieselben Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen, sodass hierauf im Detail nicht weiter eingegangen werden muss. Der Unterschied besteht im Wesentlichen darin, dass weiterhin jede der Öffnungen 4 ihre eigene Linse 6 als Optik aufweist, wobei jedoch lediglich eine einzige Lichtquelle 5 vorhanden ist, welche das Licht so weit streut, dass es durch die entsprechend angepassten Linsen 6 als Optik wiederum in der oben beschriebenen Art und Weise mit dem Brennpunkt im Bereich der Öffnungen 4 gebündelt wird, um so möglichst viel Licht in die Umgebung U abzustrahlen.An alternative embodiment is 2 shown. In this case, the same components are provided with the same reference symbols, so that there is no need to go into further detail on this. The main difference is that each of the openings 4 still has its own lens 6 as an optic, but there is only a single light source 5, which scatters the light so far that it can be turned through the correspondingly adapted lenses 6 as an optic into is bundled in the manner described above with the focal point in the region of the openings 4 in order to emit as much light as possible into the environment U.

Eine weitere Ausführungsvariante der Beleuchtungsvorrichtung 1 ist in 3 zu erkennen. Im Unterschied zu der Ausführungsvariante der 2 ist der Aufbau hier so realisiert, dass zusätzlich zu den Linsen 6 als Teil der Optik eine Fresnellinse 7 zwischen den Linsen 6 und der einen Lichtquelle 5 vorgesehen ist. Diese sorgt für eine noch bessere Aufteilung des Lichts auf die einzelnen Linsen 6 und erhöht damit die Lichtausbeute im Bereich jeder der Öffnungen 4, in deren Bereich weiterhin der Brennpunkt des abgestrahlten Lichts liegt, zusätzlich.A further variant of the lighting device 1 is in 3 to recognize. In contrast to the variant of the 2 the structure is realized here in such a way that, in addition to the lenses 6, a Fresnel lens 7 is provided between the lenses 6 and the one light source 5 as part of the optics. This ensures an even better distribution of the light to the individual lenses 6 and thus additionally increases the light yield in the area of each of the openings 4, in the area of which the focal point of the emitted light is still located.

In der Darstellung der 4 ist dieser Aufbau nochmals variiert, indem die Fresnellinse in Richtung der Lichtquelle 5 entsprechend ausgebildet ist und indem einteilig mit ihr auf der anderen Oberfläche die der jeweiligen Öffnung 4 zugeordneten Linsen 6 realisiert sind. Dieser Aufbau, wie insbesondere auch der Einsatz einer Fresnellinse 7 an sich ermöglicht dabei einen in Abstrahlrichtung des Lichts möglichst kompakten Aufbau, da eine Fresnellinse bekanntermaßen die optischen Eigenschaften einer sehr viel dickeren Linse bei sehr geringer Dicke realisieren kann.In the representation of 4 This structure is varied again in that the Fresnel lens is designed accordingly in the direction of the light source 5 and in that the lenses 6 associated with the respective opening 4 are realized in one piece with it on the other surface. This structure, as well as the use of a Fresnel lens 7 in particular, enables a structure that is as compact as possible in the emission direction of the light, since a Fresnel lens is known to be able to realize the optical properties of a much thicker lens with a very small thickness.

In der Darstellung der 5 ist anhand einer einzigen Öffnung 4, und hier auch nur anhand der oberen Hälfte des abgestrahlten Lichts eine weitere Ausführungsvariante erläutert. Als Optik dient hier ein elliptischer Reflektor 8. Dieser umfasst in der realen Ausgestaltung lediglich einen Teil der elliptischen Oberfläche. Würde man diese entsprechend ergänzen, was hier mit punktierter Linie eingezeichnet ist, dann ist zu erkennen, dass im einen Brennpunkt des Ellipsoids die Lichtquelle 5 angeordnet ist und im anderen Brennpunkt die Öffnung 4, sodass auch über diesen Aufbau eine sehr gute Lichtausbeute in der Umgebung U erzielt werden kann. Da hier das Licht der Lichtquelle 5 nicht nur in einer, sondern in mehreren Abstrahlrichtungen ausgenutzt wird, erlaubt dieser Aufbau eine noch höhere Lichtausbeute.In the representation of 5 a further embodiment variant is explained with reference to a single opening 4, and here also only with reference to the upper half of the emitted light. An elliptical reflector 8 is used here as the optics. In the actual design, this comprises only part of the elliptical surface. If this were supplemented accordingly, which is shown here with a dotted line, then it can be seen that the light source 5 is arranged in one focal point of the ellipsoid and the opening 4 in the other focal point, so that this structure also provides a very good light yield in the environment U can be achieved. Since the light from the light source 5 is used not only in one, but in several directions of emission, this design allows an even higher light yield.

Selbstverständlich lassen sich die beschriebenen Ausführungsvarianten der Beleuchtungsvorrichtung 1 in den 1 bis 5 auch untereinander kombinieren, sodass verschiedene Möglichkeiten entstehen, beispielsweise der Einsatz von Fresnellinsen auch bei mehr als einer Lichtquelle, die Verwendung von jeweils einer Lichtquelle 5 zur Beleuchtung mehrerer der Öffnungen 4, nicht jedoch einer Lichtquelle je Öffnung und die Kombination eines elliptischen Reflektors 8 mit einer Linse 6 und/oder einer Fresnellinse. Ferner ist es selbstverständlich möglich, über weitere gebogene oder gerade Reflektoren Licht von verschiedenen Richtungen zu der Optik, beispielsweise der Linse 6, zu leiten, um so auch bei wenigen Lichtquellen 5 eine hohe Lichtausbeute zu erzielen.Of course, the variants of the lighting device 1 described in the 1 until 5 can also be combined with each other, so that various possibilities arise, for example the use of Fresnel lenses even with more than one light source, the use of one light source 5 each to illuminate several of the openings 4, but not one light source per opening and the combination of an elliptical reflector 8 with one Lens 6 and / or a Fresnel lens. Furthermore, it is of course possible to direct light from different directions to the optics, for example the lens 6, via further curved or straight reflectors, in order to achieve a high light yield even with a few light sources 5.

In der Darstellung der 6 ist ein für die Praxis gebräuchlicher Aufbau gezeigt, bei dem die transparente Trägerschicht 2 das System in Richtung der äußeren Umgebung abschließt. Diese ist mit einer Folie als Deckschicht 3 versehen, welche die Öffnungen 4 aufweist. Die Folie kann mit der transparenten Trägerschicht 2 beispielsweise aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) hinterspritzt sein oder die Folie ist auf die transparente Trägerschicht 2 auflaminiert. Anstelle einer Folie kann als Deckschicht 3 auch eine auf die transparente Trägerschicht 2 aufgespritzte Lackschicht dienen. Damit sind verschiedenartige Gestaltungen möglich, beispielsweise schwarz, eine Gestaltung in Wagenfarbe, aber auch der Einsatz von Chromfolien, Aluminiumfolien oder auch Folien mit beispielsweise aufgedruckten Oberflächengestaltungen wie beispielsweise optisch nachgeahmten Oberflächenstrukturen. Diese können wirken wie gebürstetes Metall, Karbon oder ähnliches.In the representation of 6 shows a structure that is customary in practice, in which the transparent carrier layer 2 closes off the system in the direction of the external environment. This is provided with a film as the cover layer 3 which has the openings 4 . The film can be back-injected with the transparent carrier layer 2, for example made of polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC), or the film is laminated onto the transparent carrier layer 2. Instead of a film, a lacquer layer sprayed onto the transparent carrier layer 2 can also serve as the cover layer 3 . Various designs are thus possible, for example black, a design in the vehicle color, but also the use of chrome foils, aluminum foils or foils with, for example, printed surface designs such as optically imitated surface structures. These can look like brushed metal, carbon or the like.

In den Darstellungen der 7 und 8 ist wieder die schraffiert dargestellte opake Deckschicht 3 mit der Öffnung 4 zu erkennen. Diese kann beispielsweise mit PMMA oder PC durch Zweikomponentenspritzen hinterspritzt ausgebildet sein, wobei, wie es in der Darstellung der 7 zu erkennen ist, ein Aufbau mit durchlaufender transparenter Trägerschicht 2 und einer offenen Öffnung 4 möglich ist, oder auch ein Aufbau, bei dem die Öffnung 4 durch das Material der transparenten Trägerschicht 2 ausgefüllt wird, sodass keine mechanische Lücke sondern nur noch eine Öffnung 4 im optischen Sinn vorliegt. Auf diese Art lassen sich nicht nur Scheinwerfer sondern auch hinterleuchtete Bedien- und Zierelemente in dem Fahrzeug, wie beispielsweise Elemente eines Kühlergrills oder andere Bauteile mit im abgeschalteten Zustand der Beleuchtung opaker Anmutung, realisieren.In the representations of 7 and 8th the hatched opaque cover layer 3 with the opening 4 can be seen again. This can, for example, be back-injected with PMMA or PC by two-component injection molding, with, as is shown in the illustration 7 as can be seen, a structure with a continuous transparent carrier layer 2 and an open opening 4 is possible, or a structure in which the opening 4 is filled by the material of the transparent carrier layer 2, so that there is no mechanical gap but only an opening 4 in the optical sense is present. In this way, not only headlights but also backlit controls and decorative elements in the vehicle, such as Ele elements of a radiator grille or other components with an opaque appearance when the lighting is switched off.

In den Darstellungen der 9 und 10 sind die jeweils gleichen Ausschnitte aus der Oberfläche eines Prototyps der Beleuchtungsvorrichtung 1 visualisiert. Die Fotografien zeigen dabei in der 9 den ausgeschalteten Zustand der Beleuchtungseinrichtung, in 10 den eingeschalteten Zustand. Deutlich ist zu erkennen, dass im ausgeschalteten Zustand die opake Deckschicht 3, welche hier in schwarzer Farbe realisiert worden ist, den optischen Eindruck dominiert, und dass die Öffnungen 4 innerhalb dieser Deckschicht kaum zu erkennen sind. Dieser Eindruck kann zusätzlich unterstützt werden, indem beispielsweise eine lediglich teiltransparente Trägerschicht 2 eingesetzt wird. In der Darstellung der 10 ist derselbe Aufbau dann im eingeschalteten Zustand zu erkennen. Es ist deutlich zu erkennen, dass durch den Aufbau mit den fokussierenden Optiken 6, 7, 8 in diesem Fall mit entsprechenden Linsen 6 hinter den Öffnungen 4 eine sehr gute Lichtausbeute trotz relativ kleiner Öffnungen 4 mit einem in der Realität am Prototyp gemessenen charakteristischen Durchmesser von lediglich 1 bis 2 mm zu erzielen ist.In the representations of 9 and 10 the same sections from the surface of a prototype of the lighting device 1 are visualized in each case. The photographs show in the 9 the switched-off state of the lighting device, in 10 the switched on state. It can be clearly seen that in the switched-off state the opaque cover layer 3, which has been implemented here in black, dominates the optical impression and that the openings 4 within this cover layer can hardly be seen. This impression can be additionally supported by using, for example, a carrier layer 2 that is only partially transparent. In the representation of 10 the same structure can then be seen in the switched-on state. It can be clearly seen that the structure with the focusing optics 6, 7, 8 in this case with corresponding lenses 6 behind the openings 4 allows a very good light yield despite relatively small openings 4 with a characteristic diameter measured in reality on the prototype of only 1 to 2 mm can be achieved.

Anstelle dieser gleichmäßigen Matrix von kreisförmigen Öffnungen 4 mit einem charakteristischen Durchmesser von 1 bis 2 mm lassen sich auch andere grafische Muster durch die Öffnungen realisieren, welche entsprechend dem Eindruck der 9 und 10 dann lediglich im eingeschalteten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung 1 erkennbar werden. In der Darstellung der 11 sind verschiedene derartige Möglichkeiten zur grafischen Gestaltung dargestellt. So zeigen sich in der oberen Reihe drei auf punktförmigen Öffnungen 4 oder opaken Bereichen basierende Bilder, welche eine gleichmäßige Optik, einen Verlauf und eine mit einer Grafik in der Art einer Fotografie erscheinende Optik ermöglichen. In der darunterliegenden Reihe sind Grafiken in Form von Linienmustern gezeigt, welche ebenfalls in Form von linienförmigen Öffnungen 4 in der opaken Deckschicht 3 entsprechend realisiert werden können. In der unteren Reihe ganz rechts ist eine weitere Grafik gezeigt, welche beispielsweise einen gewölbten Oberflächeneffekt grafisch simuliert, um eine Wölbung zu betonen oder in dem Fall, dass keine Wölbung vorhanden ist, eine solche optisch zu suggerieren. Weitere grafische Elemente, wie beispielsweise Symbole, Zahlen, Buchstaben oder dgl. sind hier ebenfalls möglich, sodass eine Vielzahl von grafischen Mustern denkbar ist, beispielsweise auch die Verwendung von Markenlogos oder dgl., welche bei eingeschalteter Beleuchtungsvorrichtung 1 sichtbar werden.Instead of this uniform matrix of circular openings 4 with a characteristic diameter of 1 to 2 mm, other graphic patterns can be realized through the openings, which according to the impression of 9 and 10 then only be recognizable when the lighting device 1 is switched on. In the representation of 11 Various such options for graphic design are shown. The top row shows three images based on punctiform openings 4 or opaque areas, which enable a uniform appearance, a progression and an appearance appearing with a graphic in the manner of a photograph. Graphics in the form of line patterns are shown in the row below, which can also be correspondingly realized in the form of linear openings 4 in the opaque cover layer 3 . Another graphic is shown in the bottom row on the far right, which graphically simulates a curved surface effect, for example, in order to emphasize a curvature or, if there is no curvature, to visually suggest such a curvature. Other graphic elements such as symbols, numbers, letters or the like are also possible here, so that a large number of graphic patterns are conceivable, for example the use of brand logos or the like, which become visible when the lighting device 1 is switched on.

In der Darstellung der 12 ist ein Beispiel für die grafische Gestaltung eines Anbauteils des Fahrzeugs gezeigt. Es soll sich dabei um einen Türgriff 9 für ein Fahrzeug handeln. Dieser Türgriff 9 kann beispielsweise eine Chrom- oder Aluminiumfolie als hier nicht explizit erkennbare Deckschicht 3 aufweisen, um so die primäre Optik des Elements zu erreichen. Die Öffnungen 4 sind hier in der Art eines Lochmusters angeordnet und sind bewusst sichtbar, um die Kontur des Türgriffs 9 zu verstärken. Sie sind damit auch im abgeschalteten Zustand der Beleuchtung sichtbar und beeinflussen das Design. Im eingeschalteten Zustand der Beleuchtung ermöglichen sie dann eine Beleuchtung des Türgriffs 9 selbst, sodass von diesem einerseits eine starke Designwirkung ausgeht und andererseits dieser Türgriff 9 auch bei Dunkelheit sehr leicht aufgefunden werden kann.In the representation of 12 an example of the graphic design of an add-on part of the vehicle is shown. It should be a door handle 9 for a vehicle. This door handle 9 can, for example, have a chrome or aluminum foil as a cover layer 3 (not explicitly recognizable here), in order to achieve the primary appearance of the element. The openings 4 are arranged here in the manner of a hole pattern and are deliberately visible in order to reinforce the contour of the door handle 9 . They are therefore also visible when the lighting is switched off and influence the design. When the lighting is switched on, they then enable the door handle 9 itself to be illuminated, so that on the one hand it has a strong design effect and on the other hand this door handle 9 can be found very easily even in the dark.

Claims

Lighting device (1) for a vehicle with at least one light source (5) and an optically designed cover layer (3), the cover layer (3) being opaque and having openings (4) for the light, the light from the at least one light source (5 ) reaches each of the openings (4) via at least one focusing lens system (6, 7, 8), . characterized in that the optics (6, 7, 8) focus the light onto the area of the respective opening (4).

Lighting device (1) after claim 1 , characterized in that the optics (6, 7, 8) distributes the light from one or fewer light sources (5) to a larger number of openings (4).

Lighting device (1) after claim 1 , characterized in that each of the openings (4) is associated with at least one light source (5).

Lighting device (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the optical system comprises lenses (6) and/or Fresnel lenses (7) and/or reflecting surfaces and/or curved reflecting surfaces (8).

Lighting device (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the opaque cover layer (3) is applied on or under a transparent or partially transparent carrier layer (2).

Lighting device (1) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the opaque cover layer (3) is formed by a film or lacquer film.

Lighting device (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the openings (4) have a characteristic length and/or width of 1 to 2 mm.

Lighting device (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the openings (4) are distributed as a uniform matrix over the surface of the optical cover layer (3).

Lighting device (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the openings (4) are distributed in the form of at least one graphic pattern over the surface of the opaque cover layer (3).